焊接材料教案

1、第二章 焊接材料1第二章 焊接材料2第二章 焊接材料3 我國近五年焊接材料產量統(tǒng)計表（萬噸）我國近五年焊接材料產量統(tǒng)計表（萬噸）我國近五年焊接材料產量統(tǒng)計表（萬噸）我國近五年焊接材料產量統(tǒng)計表（萬噸）第二章 焊接材料40102030405060708090100123456199519961997199819992000年年萬噸萬噸焊條焊條焊絲焊絲我國近五年焊條和各種焊絲產量統(tǒng)計圖我國近五年焊條和各種焊絲產量統(tǒng)計圖第二章 焊接材料5co2焊絲co2焊絲51% 51%51% 51%焊條焊條藥芯焊絲藥芯焊絲埋弧焊絲埋弧焊絲353t/24691t=0.0143焊焊接接自自動動化化率率78%78%第二

2、章 焊接材料60102030405060708090100123特大大型中型% %企業(yè)類型與企業(yè)類型與co2焊絲用量關系焊絲用量關系co2焊絲用量/co2焊絲+焊條總重量第二章 焊接材料702040608010012012345678910% %汽汽車車零零件件集集裝裝箱箱工工程程機機械械一一般般機機械械鐵鐵路路車車輛輛重重型型機機械械造造船船鍋鍋爐爐金金屬屬結結構構不同行業(yè)中焊絲用量比例不同行業(yè)中焊絲用量比例（c o2焊 絲用量/ c o 2 焊絲 +焊 條 總重量）第二章 焊接材料8010203040506070123456789101112131415161718192021222324

3、25年年產量（萬噸/ % ）產量（萬噸/ % ）737976828588919497總產量總產量焊條焊條%實心焊絲實心焊絲%埋弧焊絲埋弧焊絲%藥芯焊絲藥芯焊絲%日本日本25年來焊接材料總產量及各種材料所占比例統(tǒng)計圖年來焊接材料總產量及各種材料所占比例統(tǒng)計圖 0.990.99; ;0.970.97; ;1.051.05; ;1.051.05; ;0.980.98; ;第二章 焊接材料9050000100000150000200000250000123456789109191焊條焊條埋弧焊絲埋弧焊絲藥芯焊絲藥芯焊絲實心焊絲實心焊絲焊劑焊劑tig絲tig絲9292939394949595969697

4、979898999940.2540.2542.2942.2936.4736.4735.5435.5432.3632.3635.5435.5435.1535.1536.1636.1631.8831.8828.6928.69（噸）（噸）9090 日本近日本近10年焊接材料總產量及各種材料的產量統(tǒng)計圖年焊接材料總產量及各種材料的產量統(tǒng)計圖第二章 焊接材料100%20%40%60%80%100%12345678910系列6系列5系列4系列3系列2系列1焊劑 埋弧 焊絲焊條實心焊絲tig絲藥芯焊絲9090919192929393949495959696979798989999年年 日本近日本近10年焊接

5、材料種類分布百分數統(tǒng)計圖年焊接材料種類分布百分數統(tǒng)計圖第二章 焊接材料11第一節(jié) 焊條第二節(jié) 焊劑第三節(jié) 焊絲第二章第二章 焊接材料焊接材料第二章 焊接材料12重點內容1、焊條分類及制備2、焊條、焊劑及焊絲的型號和牌號3、典型焊條的冶金性能4、焊劑的性能用途5、氣保焊絲和藥芯焊絲第二章 焊接材料132-1 2-1 焊條焊條第二章 焊接材料14一焊條分類一焊條分類.焊條用途分焊條用途分 ：1、結構鋼焊條 2、銅和鉻鉬耐熱鋼焊條3、不銹鋼焊條 4、堆焊焊條5、低溫鋼焊條塊分割 6、鑄鐵焊條7、鎳及鎳合金焊條 8、銅及銅合金焊條9、鋁及鋁合多焊條 10、特殊用途焊條第二章 焊接材料15(二二)按焊接

6、熔渣的堿度分按焊接熔渣的堿度分( (三三) )按焊條藥皮的類型按焊條藥皮的類型 氧化鈦型、鈦鈣型、鈦鐵礦型、氧化鐵型、纖維素型、低氫型等1、酸性焊條2、堿 性焊條第二章 焊接材料16二、焊條的型號與牌號二、焊條的型號與牌號 1、焊條的牌號、焊條的牌號 以結構鋼為例：牌號,編制法。結xxx,結為結構鋼焊條,第3個數字,代表藥皮類型,焊接電流要求,第1、2數:代表焊縫金屬抗拉強度 。第二章 焊接材料17 j 507 焊條為例焊條為例j507低氫型藥皮、直流焊縫金屬抗拉強度不低于490mpa結構鋼焊條第二章 焊接材料182、焊條的型號、焊條的型號 焊條的型號是按國家有關標準與國際標準確定的。以結構鋼

7、為例，型號編制法為字母“e”表示焊條，第一、二位表示熔敷金屬最小抗拉強度，第三位數字表示焊條的焊接位置，第三、四位數字表示焊接電流種類及藥皮類型。第二章 焊接材料19完整的焊條型號舉例如下：完整的焊條型號舉例如下：e4 315表示焊條藥皮為低氫鈉型，并可采用直流反接焊接表示焊條適用于全位置焊接表示熔敷金屬抗拉強度的最小值 表示焊條第二章 焊接材料20三、焊條的組成三、焊條的組成作用：作用：導電、填充金屬、 焊芯材料有選擇性:用量最多的是用量最多的是h08h08、h08ah08a，還有，還有h08eh08e。 2 2、 藥皮藥皮、 焊芯焊芯焊絲焊絲 作用：作用：機械保護作用 冶金處理作用 工藝性

8、能良好 第二章 焊接材料21藥藥 皮皮 組組 成成穩(wěn)弧劑穩(wěn)弧劑 :改善引弧性能和提高電弧燃燒的穩(wěn)定改善引弧性能和提高電弧燃燒的穩(wěn)定性，原材料為易電離或電離勢低的物質。如：性，原材料為易電離或電離勢低的物質。如：k k2 2coco3 3、cacocaco3 3大理石、長石、鉀水玻璃大理石、長石、鉀水玻璃 造渣劑造渣劑: :造成具有一定物理性能、化學性能的造成具有一定物理性能、化學性能的熔渣，起到保護作用和改善焊縫成型。熔渣，起到保護作用和改善焊縫成型。如：鈦鐵礦、金紅石、螢石、長石等。如：鈦鐵礦、金紅石、螢石、長石等。 造氣劑造氣劑: :造氣保護造氣保護 , ,有機物、碳酸鹽有機物、碳酸鹽.

9、.有機物如有機物如：木粉、淀粉、析出氣體：木粉、淀粉、析出氣體coco、h h，碳酸鹽析出氣，碳酸鹽析出氣體體coco2 2，高溫時產生，高溫時產生coco。第二章 焊接材料22脫氧劑脫氧劑: :降低藥皮中或熔渣的氧化性和脫除金屬降低藥皮中或熔渣的氧化性和脫除金屬中的氧。鐵合金：錳鐵、鈦鐵、硅鐵、中的氧。鐵合金：錳鐵、鈦鐵、硅鐵、rere等。等。合金劑合金劑: :使焊縫補償燒損和獲得必要的合金成分使焊縫補償燒損和獲得必要的合金成分。合金、純金屬、一般。合金、純金屬、一般mn-femn-fe、si-fesi-fe要純化發(fā)醇要純化發(fā)醇加高錳酸鉀純化加高錳酸鉀純化 . . 粘結劑粘結劑: :將涂料牢

10、固的粘在焊芯上，參加冶金將涂料牢固的粘在焊芯上，參加冶金反應，如鈉水玻璃、鉀水玻璃與鈉水玻璃混合。反應，如鈉水玻璃、鉀水玻璃與鈉水玻璃混合。增塑性增塑性: :便于用機器壓制焊條，額外加入一些能便于用機器壓制焊條，額外加入一些能改善涂料塑性或滑潤性物質。如云母、白泥、滑改善涂料塑性或滑潤性物質。如云母、白泥、滑石等。石等。 第二章 焊接材料23三、焊條的工藝性能三、焊條的工藝性能 1.焊接電弧的弧定性焊接電弧的弧定性(穩(wěn)弧性穩(wěn)弧性) 影響因素：焊條藥皮成份,電源的特性,焊接規(guī)范等.藥皮成份的影響. 若藥皮中含低電離勢元素若藥皮中含低電離勢元素,u,u穩(wěn)弧性穩(wěn)弧性某些元素的電離勢元素 k na b

11、a ca ti mn fe si c h o f co2電離勢 4.32 5.12 5.16 6.08 6.81 7.40 7.83 7.94 11.22 13.53 13.56 18.6 14.3第二章 焊接材料24堿性焊條堿性焊條: :結結507,507,低氫型低氫型, ,電弧穩(wěn)定性不好電弧穩(wěn)定性不好原因原因: :藥皮中含螢石較多藥皮中含螢石較多,caf,caf2 2氟電離勢高氟電離勢高18.618.6伏伏, ,與電子親和力大與電子親和力大, ,奪取電弧中的電子奪取電弧中的電子, ,形成負離子形成負離子, ,惡化電弧的穩(wěn)定性。惡化電弧的穩(wěn)定性。結結506506加入了低電離勢物質加入了低電離

12、勢物質,k.,k.、nana則可用交則可用交, ,直流直流. .但但k k、nana與與f f的親和力大的親和力大,kf,kf、nafnaf有毒有毒. .酸性焊條酸性焊條:sio:sio2 2、tiotio2 2、caocao、云母、長石中、云母、長石中含含k k2 2o o、nana2 2o o等，穩(wěn)弧性好。等，穩(wěn)弧性好。 第二章 焊接材料25判定穩(wěn)弧性判定穩(wěn)弧性：測最大的燃燒電弧長度測最大的燃燒電弧長度lmaxlmaxlmaxlmax穩(wěn)穩(wěn)斷弧長度越大斷弧長度越大, ,穩(wěn)弧性越好穩(wěn)弧性越好. .示波器示波器, ,觀察電流觀察電流, ,電弧電壓波形的變化電弧電壓波形的變化情況情況第二章 焊接材

13、料26控制低氫型焊條穩(wěn)弧性方法控制低氫型焊條穩(wěn)弧性方法：a)cacoa)caco3 3/caf/caf2 2比例控制并加入比例控制并加入k1.6k1.62.52.5、k k2 2coco3 3 k1.5k直流飛濺 第二章 焊接材料38.焊條的熔化速度焊條的熔化速度 1 1）焊條的熔化速度）焊條的熔化速度 焊接過程中,焊條的熔化速度反映著焊接生產率的高低,也是工藝性能方面的一個重要指標.h=p(1-)第二章 焊接材料39）藥皮成分的影響）藥皮成分的影響藥皮成分對電弧電壓有影響藥皮成分對電弧電壓有影響,電弧電離電位越低電弧電離電位越低,電弧電壓越低電弧電壓越低,產生熱量少產生熱量少p小。小。u p

14、 藥皮成分對熔滴過渡形態(tài)有影響藥皮成分對熔滴過渡形態(tài)有影響,增多硅酸鹽減增多硅酸鹽減少碳酸鹽少碳酸鹽,細化熔滴細化熔滴,使短路過度使短路過度u,顆粒過渡顆粒過渡u,射流過渡射流過渡, p最大最大.焊條熔化與藥皮的導電性和導熱性有關焊條熔化與藥皮的導電性和導熱性有關,以以tio2為主為主,渣導熱性差渣導熱性差,導電性好導電性好,電阻熱作用電阻熱作用,導致導致藥藥皮易于發(fā)紅皮易于發(fā)紅,鈦型鈦型.鈦鈣型鈦鈣型.若藥皮中加入發(fā)熱劑若藥皮中加入發(fā)熱劑,氧化鐵型加速藥皮熔化大氧化鐵型加速藥皮熔化大,氧化鐵型氧化鐵型p .第二章 焊接材料40藥皮成分中含有進行放熱反應的物質時藥皮成分中含有進行放熱反應的物質

15、時, ,加速焊加速焊條熔化條熔化p p , ,為了提高生成率為了提高生成率, ,鐵粉焊條提高鐵粉焊條提高p p 熔敷效率是指熔敷金屬量與熔化的填充金屬量的熔敷效率是指熔敷金屬量與熔化的填充金屬量的百分比百分比。例：。例：j422fe160j422fe160表示加純鐵粉熔敷效表示加純鐵粉熔敷效率為率為160%160%的的j422.j422.）電流種類與極性：直流正接）電流種類與極性：直流正接: :電弧電壓和熔電弧電壓和熔化系數變化很大化系數變化很大, ,此時焊條接陰極此時焊條接陰極, ,藥皮成分對陰藥皮成分對陰極壓降影響較大極壓降影響較大, ,藥皮成分的改變直接影響著電藥皮成分的改變直接影響著電

16、弧電壓變化弧電壓變化, ,使也發(fā)生變化使也發(fā)生變化. .直流反接直流反接: :電弧電壓電弧電壓和熔化系數變化最小和熔化系數變化最小. .交流交流: :處于中間狀態(tài)處于中間狀態(tài). .第二章 焊接材料41、藥皮發(fā)紅問題、藥皮發(fā)紅問題 指焊條焊列后半段時,由于焊條藥皮溫升過高而發(fā)紅,開裂脫落的現象,jxx1、jxx2導熱性差,導電性好,不銹鋼最為嚴重.解決辦法:提高電弧能量,減少熔化時間,減少電阻熱.加入發(fā)熱劑,促進藥皮熔化.例jxx4。第二章 焊接材料428、焊條發(fā)塵量、焊條發(fā)塵量 氣體的毒性分為兩種 一種是細微的蒸發(fā)錳產生的毒性,稱為錳中毒. 另一種是氟中毒,即當藥皮中含有大量瑩石時,在焊接過程

17、中會有hf氣體析出,這種毒氣作用較快,亦有人認為,不是hf而且naf、kf更易使人中毒致病.第二章 焊接材料43改改 善善 方方 法法. 減小發(fā)塵量. 減小塵中致毒物質數量 具體措施具體措施: : 減少藥皮中螢石的含量 減小水玻璃 減少電弧的過熱程度. 第二章 焊接材料44五、焊條的冶金性能五、焊條的冶金性能 （一）（一）. . 鈦鈣型焊條鈦鈣型焊條e4303e4303（j422j422） 渣系： 酸性焊條:熔渣堿度為0.76,屬于酸性渣，氣渣聯(lián)合保護 . 1 1、氧化和脫氧反應、氧化和脫氧反應 1）、鐵的氧化: 2）、脫氧caosiotio22錳脫氧 硅脫氧 碳的氧化與脫氧 第二章 焊接材料

18、45鐵的氧化: 氧直接使鐵氧化使鐵氧化水蒸氣使鐵氧化渣中氧化物使fe氧化由還原引起(feo)ofefeoo 21fe2cofe2feoco 22hfehfeoo氣2sio2siofeosifesio2 2)(2feomnfemno)(第二章 焊接材料462 2、還原反應、還原反應 )( 2)( 22mnosisiomn 使焊縫增硅3 3、脫硫、脫硫 s從0.017%增到0.019%femnsmnfesmnsfeomnofes4 4、脫、脫 從0.019%增到0.035%由于渣中cao、mno量少, tio2、sio2含量較高,難以進行脫.反應,嚴格限制原材料含.量.第二章 焊接材料475、 合

19、金化合金化 錳鐵主要是脫氧、脫硫，合金化必需是另外加入所需元素6、氣孔敏感性、氣孔敏感性 焊皮中加入大量造渣,造氣劑,焊后產生相當數量的熔渣和氣體,具有較強的隔絕空氣能力,量不多.熔渣氧化、co氣孔，調整氧化性防止產生兩大類氣孔。7、焊接煙塵、焊接煙塵第二章 焊接材料48渣系， 堿度高達1.89。（二）（二）、低氫焊條低氫焊條 22siocafcao1、氧化反應控制:由于cao 強堿性氧化物,主要是鈦、硅錳聯(lián)合脫氧。焊接區(qū)氣氛的氧化性強,熔渣的氧化性小 總含氧量為0.03%.o第二章 焊接材料49 含氫量少. 原因:a)堿性焊條不加或少加含氫物質 b)氧化性能, 、 、 c) 去氫作用 含氫量

20、低故抗冷裂紋性能好.2、對氫的控制、對氫的控制:gmlh100/82caf2hp2cop2op第二章 焊接材料503、對硫、對硫.磷的控制磷的控制脫效果好脫效果好, , 含量高含量高, ,由由0.02%0.02%降到降到0.011%0.011%脫磷效果較差脫磷效果較差. .0.01%0.01%增到增到0.021%.0.021%.)()()(feocasfescao4 4、煙塵、煙塵由于氟中毒，危害較大，是低氫型焊條研究的重要課題。該類焊條，機械性能比鈦鈣型焊條好,尤其韌性好，硫、磷、氧、氫量少，用于焊接重要結構,各種合金鋼。但工藝性能差主要是穩(wěn)弧性、脫渣性差，煙塵大。 第二章 焊接材料51六、

21、六、.焊條的設計焊條的設計（一）設計原則（二）設計依據（1）被焊母材的化學成分與力學性能指標（2）焊件的工作條件（3）施工現場的焊接設備情況（4）電焊條制造的生產工藝條件第二章 焊接材料52（三）設計方法1.在傳統(tǒng)配方基礎上的改進與創(chuàng)新2.計算化學成分配比3.焊條配方的優(yōu)化設計法第二章 焊接材料53（四）設計步驟1.1.選定焊芯選定焊芯2.2.選選 定藥皮類型、渣系及藥皮配方定藥皮類型、渣系及藥皮配方1）根據被焊金屬使用性能，擬定焊縫金屬合金系統(tǒng)2）根據焊件焊接性，確定焊縫金屬化學成分3）確定焊縫金屬合金系統(tǒng)，確定藥皮類型、渣系4）確定合金劑種類數量，選定藥皮原材料5）通過具體試驗進行配方調整

22、第二章 焊接材料54七、焊條的制造七、焊條的制造（一）焊芯制備（二）焊條藥皮材料制備（三）水玻璃的制備化學式r 2o.nsio2. r 2o為堿金屬氧化物1.模數m%22orsiom-系數，對于鈉水玻璃為1.032第二章 焊接材料552.濃度水玻璃的濃度有兩種表示方法（1）波美濃度（2）密度) 1(145be145145bebe3.粘度第二章 焊接材料56（四）配料、混拌及壓涂（五）焊條烘焙（六）經過檢驗，質量合格的焊條可包裝、入庫、出廠本節(jié)結束第二章 焊接材料572-2 2-2 焊劑焊劑 第二章 焊接材料58 一一. . 焊劑的類型焊劑的類型焊劑和焊絲都是埋弧焊，電渣焊時使用的焊接材料。焊劑

23、相當于焊條藥皮，焊絲相當于焊條藥芯。埋弧焊、電渣焊多用于焊接鋼，少數用于焊接有色金屬。 第二章 焊接材料59鋼用焊劑分類. . 按制造方法分類按制造方法分類()熔煉焊劑 ()非熔煉焊劑 2. 2. 按焊劑化學成分分類按焊劑化學成分分類(1)按氧化物性質分 (2)按sio2含量分 (3)按mno含量分 (4)按caf2含量分 第二章 焊接材料60按sio2含量分 a. a. 高硅焊劑：焊劑含高硅焊劑：焊劑含siosio2 2 30% 30%b. b. 中硅焊劑：焊劑含中硅焊劑：焊劑含siosio2 2 10 103030c. c. 低硅焊劑：焊劑含低硅焊劑：焊劑含siosio2 2 10% 30

24、% 30%b b、中錳焊劑：含、中錳焊劑：含mnomno 1530% 1530%c c、低錳焊劑：含、低錳焊劑：含mnomno 25% 25%d d、無錳焊劑：不加、無錳焊劑：不加mnomno ，焊劑中，焊劑中mnomno是混入的雜質是混入的雜質mnomno 2% 30% 30%b b、中氟焊劑：含、中氟焊劑：含cafcaf2 2 1030% 1030%c c、低氟焊劑：含、低氟焊劑：含cafcaf2 2 10% 30%， 高有通過焊劑向焊縫里過渡硅作用。高硅焊劑又可分為高硅高錳焊劑，高硅中錳焊劑、高硅低焊劑、高硅無錳焊劑 2osi2osi第二章 焊接材料68.中硅焊劑中硅焊劑 含 數量較低，

25、 .( ). 量較多，堿度較高屬于弱氧化性焊劑。中硅焊劑配合適當焊絲焊接合金結構鋼，弱氧化性中硅焊劑，焊縫金屬含量高，抗冷裂紋能力弱。在中硅焊劑中加相當數量 ,氧化性 這種焊劑為中硅氧化性焊劑，焊縫金屬中又具有相當高的韌性，用于焊接高強鋼。2osiocaofemgoofe 第二章 焊接材料69焊劑由 . . . 組成，焊劑對基本金屬無氧化作用，配合相應焊絲,焊接高合金鋼如不銹鋼等.低硅焊劑低硅焊劑 oca.32oalmgo2fca第二章 焊接材料70(二二).燒結焊劑燒結焊劑“sj”sj”系列燒結焊劑是采用硅酸鹽、碳酸鹽系列燒結焊劑是采用硅酸鹽、碳酸鹽、金屬氧化物、氟化物及鐵合金、純金屬等粉、

26、金屬氧化物、氟化物及鐵合金、純金屬等粉劑按照焊接冶金要求配成不同酸堿度焊劑。劑按照焊接冶金要求配成不同酸堿度焊劑。通過成粒，低溫干燥和高溫燒結等工藝制通過成粒，低溫干燥和高溫燒結等工藝制成燒結型焊劑。成燒結型焊劑。燒結型焊劑不但具有優(yōu)良的焊接工藝，最燒結型焊劑不但具有優(yōu)良的焊接工藝，最大的有點是通過焊劑向焊縫金屬中滲合金，從大的有點是通過焊劑向焊縫金屬中滲合金，從而降低了對焊絲化學成分的成本，是當前世界而降低了對焊絲化學成分的成本，是當前世界上廣泛采用的一種新型焊接材料上廣泛采用的一種新型焊接材料 。第二章 焊接材料71燒結焊劑與熔煉焊劑相比具有下列優(yōu)、缺點。燒結焊劑與熔煉焊劑相比具有下列優(yōu)、

27、缺點。. .燒結焊劑中加脫氧劑、脫氧充分、熔煉焊劑中燒結焊劑中加脫氧劑、脫氧充分、熔煉焊劑中則不能加脫氧劑。則不能加脫氧劑。. .加合金劑、合金化強。加合金劑、合金化強。. .抗氣孔能力比熔煉焊劑強?？箽饪啄芰Ρ热蹮捄竸?。. .對焊接參數變動敏感對焊接參數變動敏感, ,會引起焊縫化學成分不會引起焊縫化學成分不均勻均勻. .吸濕性大，易增加焊縫含氫量，必須焊前烘干吸濕性大，易增加焊縫含氫量，必須焊前烘干。. .生產成本低、節(jié)能、生產效率高。生產成本低、節(jié)能、生產效率高。第二章 焊接材料72目前有五種類型型號sj 后三位數表示主要組成成分分類的代碼sj 101氟堿型 iiwsj 301硅鈣型 fb sj 401硅錳型 cs sj 501鋁鈦型 ms sj 502鋁鈦型 ar %502fcommgoocana%602osmgoocia%502osomin%45232otoali本節(jié)結束第二章 焊接材料73第二章 焊接材料742-3 2-3 焊絲焊絲 藥芯焊絲第二章 焊接材料75一、焊絲的分類